Jednym z najważniejszych układów w silniku jest układ korbowo-tłokowy. Ma on za zadanie przekazać energię pochodzącą ze spalania mieszanki paliwowo-powietrznej za pośrednictwem tłoka i wału korbowego na podzespoły napędowe motocykla, czyli sprzęgło, skrzynię biegów i tylne koło. Układ korbowo-tłokowy jest bardzo prostym i niezawodnym mechanizmem, jednakże narażonym na zmienne obciążenia o bardzo dużej wartości. Układ ten ma niewiele części składowych, a są nimi tłok, korbowód, koła zamachowe wału korbowego oraz elementy związane z łożyskowaniem głównym wału.

Przeciwwagi H-D Panhead 1200 bez czopa korbowego i korbowodów.

Zregenerowane łożysko stopy korbowodu wraz z nowym czopem, zamontowane w przeciwwadze.

Złożony wał korbowy H-D Panhead, wycentrowany i dodatkowo wyważony do nowych tłoków.

Najbardziej obciążonym cieplnie i energetycznie elementem tego układu jest tłok wraz z pierścieniami uszczelniającymi. To na niego działa ciśnienie spalania mieszanki  i dodatkowo musi on odprowadzić nadmiar energii cieplnej na żebrowane części cylindra. Podczas prawidłowej eksploatacji silnika jest to najszybciej zużywający się element, lecz jego trwałość możemy liczyć w dziesiątkach, a nawet w setkach tysięcy kilometrów. Inaczej rzecz ma się w przypadku nieprawidłowej pracy silnika z powodu np. niewłaściwego składu mieszanki paliwowo-powietrznej, słabej jakości oleju, niewłaściwie ustawionego zapłonu itp.  Wówczas dochodzi do przegrzania tłoka, co prowadzi do jego zatarcia w cylindrze. Objawem tego uszkodzenia są głośne stuki okołocylindrowe, doskonale słyszalne przy niskich obrotach. Jeśli mamy trochę szczęścia, to przegrzanie silnika prowadzi jedynie do utraty sprężystości pierścieni tłokowych, co objawia się zwiększonym zużyciem oleju w przypadku silnika czterosuwowego oraz obniżonym ciśnieniem sprężania w cylindrze. W tym przypadku wystarczy wymienić pierścienie na nowe, zwracając szczególną uwagę na właściwy dobór luzu na zamkach pierścieni. Jest to zazwyczaj wartość od  0,2 do 0,5 mm w zależności od średnicy cylindra oraz lokalizacji pierścienia na tłoku.  Zbyt niska wartość luzu na zamkach może doprowadzić do gwałtownego zniszczenia gładzi cylindrowej, natomiast zbyt duża wartość będzie przyczyną przedmuchów do komory korbowej. W przypadku gdy dojdzie do zatarcia tłoka, po demontażu cylindra na tłoku są widoczne wyraźnie ciemniejsze zaciągnięcia materiału, a na cylindrze widoczne mogą być bruzdy i rysy.

Wówczas jedynym ratunkiem jest szlif cylindra na nadwymiar określany przez precyzyjny pomiar średnicówką.  Szlif powinien być wykonany w specjalistycznym zakładzie, tak aby cylinder uzyskał pierwotny fabryczny kształt i gładkość. Gdy oddajemy cylinder z tłokiem do szlifu, bardzo ważne jest określenie luzu roboczego tłoka w cylindrze. Kupując nowy tłok, dostajemy tę wartość od producenta tłoka. Zazwyczaj są to wartości mieszczące się w zakresie od 0,03 do nawet 0,1 mm. Dla tłoków odlewanych z nowoczesnych hipereutektycznych i wysokokrzemowych stopów jest to zdecydowanie niższa wartość luzu niż dla tłoków kutych.  Luz ten uwarunkowany jest również średnicą cylindra – im większa średnica, tym większy luz. Warto jeszcze nadmienić, że przy doborze tłoków trzeba brać pod uwagę również ich masę, gdyż jej znaczna zmiana doprowadzi do zwiększenia poziomu drgań silnika. Dopuszczalna różnica w wadze tłoków w stosunku do oryginalnych to maksymalnie około 20 gramów; większe różnice skutkują koniecznością ponownego wyważenia wału korbowego.

Wał korbowy jest zdecydowanie mniej podatnym na uszkodzenia elementem tego układu. W przypadku silnika Harleya lub innych klasycznych konstrukcji wał jest podzespołem składanym z kilku elementów. Są to niedzielony korbowód wraz z łożyskiem korbowym i czopem korbowym oraz dwa koła zamachowe. W starszych konstrukcjach tych silników występują również oddzielne demontowalne czopy główne. Zaletą tego rozwiązania jest możliwość wymiany poszczególnych elementów na nowe, wadą natomiast nieco mniejsza sztywność całego układu.  Najczęściej uszkodzeniom ulega łożysko korbowe wraz z  bieżnią stopy korbowodu i czopem korbowym.  Objawem tego jest stuk słyszalny w całym zakresie obrotów w okolicach styku cylindrów z blokiem silnika. Przedłużona eksploatacja takiego niesprawnego łożyska korbowego może doprowadzić do rozerwania stopy korbowodu i bardzo poważnych zniszczeń silnika. Po demontażu korbowodu widać wyraźne złuszczenia na czopie korbowym, a także na bieżni korbowodu. Często uszkodzeniu ulega również koszyk łożyska korbowego. W tym przypadku najlepiej skorzystać z oferty wysokiej jakości części zamiennych, tak więcej zaopatrujemy się w czop korbowy, nowe łożysko oraz bieżnie korbowodu. W większości marek motocykli klasycznych nie ma możliwości wymiany samej bieżni w korbowodzie i należy wówczas kupić cały zestaw korbowodu. Harley natomiast przewidział wymianę tej części – wówczas możliwe jest wciśnięcie nowej bieżni w stopę korbowodu. Po wciśnięciu należy bieżnię honować do wymiaru luzu nominalnego – w tym przypadku jest to 0,01–0,02 mm. Zazwyczaj przy okazji remontu wymianie podlegają również tulejki w główce korbowodu, które można wykonać samodzielnie i osadzić w korbowodzie z wciskiem około 0,1 mm. Tulejka główki korbowodu również podlega honowaniu do wymiaru luzu nominalnego – ok. 0,03 mm. Tak zregenerowany korbowód  montujemy w przeciwwagach. W przypadku silnika Harley czop korbowy jest osadzony za pomocą stożków i ściśnięty nakrętkami z dużym momentem o wartości około 200–300 Nm w zależności od modelu. Tak złożony wał należy jeszcze wycentrować, czyli doprowadzić bicie na czopach głównych do wartości minimalnej. Jest to operacja wymagająca bardzo dużego doświadczenia i niewiele zakładów mechanicznych potrafi wykonać prawidłowo tę usługę.  W przypadku niewłaściwego centrowania bardzo łatwo uszkodzeniu ulegają stożki i w efekcie konieczna może być wymiana całego wału korbowego. Dopuszczalna wartość bicia na czopach głównych to  0,05 mm, lecz zazwyczaj udaje się osiągnąć dużo niższą wartość – w granicach 0,01 mm. Tak zregenerowany wał powinien posłużyć przez kolejne setki tysięcy kilometrów.